莫爾斯碼

莫爾斯碼

莫爾斯碼,又稱摩爾斯電碼(又譯為摩斯密碼,Morse code)是一種時通時斷的信號代碼,通過不同的排列順序來表達不同的英文字母、數字和標點符號。它發明於1837年,發明者有爭議,是美國人塞繆爾·莫爾斯或者艾爾菲德·維爾。 摩爾斯電碼是一種早期的數位化通信形式,但是它不同於現代只使用零和一兩種狀態的二進制代碼,它的代碼包括五種: 點、劃、點和劃之間的停頓、每個字元間短的停頓(在點和劃之間)、每個詞之間中等的停頓以及句子之間長的停頓。

基本簡介

莫爾斯碼莫爾斯碼

莫爾斯碼 (Morse)是美國人莫爾斯於1844年發明的。又譯為摩爾斯電碼或摩斯電碼。

需要指出的是,由於同樣專業的電碼內容,因而有理由認為這個代碼是經過加密的。如果是採用電影電視里常見的書本加密,那么需要增加的冗餘數據可能達到 2 倍到 3 倍之多。
另外,除了增加數據量的加密之外,我們也需要考慮到數據壓縮的可能。但是又不影響對數據的傳輸和加密的話,那么數據也可能被壓縮到50% 甚至25% 的長度。

歷史沿革

最早的莫爾斯碼是一些表示數字的和劃。數字對應單詞,需要查找一本代碼表才能知道每個詞對應的數。用一個電鍵可以敲擊出點、劃以及中間的停頓。

雖然莫爾斯發明了電報,但他缺乏相關的專門技術。他與Alfred Vail簽定了一個協定,讓他幫自己製造更加實用的設備。Vail構思了一個方案,通過點、劃和中間的停頓,可以讓每個字元和標點符號彼此獨立地傳送出去。他們達成一致,同意把這種標識不同符號的方案放到摩爾斯的專利中。這就是現在我們所熟知的美式摩爾斯電碼,它被用來傳送了世界上第一條電報。

1838年1月8日,Alfred Vail展示了一種使用點和劃的電報碼,這是摩爾斯電碼前身。

作為一種信息編碼標準,莫爾斯碼擁有其他編碼方案無法超越的長久的生命。莫爾斯電碼在海事通訊中被作為國際標準一直使用到1999年。1997年,當法國海軍停止使用莫爾斯電碼時,傳送的最後一條訊息是:“所有人注意,這是我們在永遠沉寂之前最後的一聲吶喊”!

基本原理

這種代碼可以用一種音調平穩時斷時續的無線電信號來傳送,通常被稱做連續波(Continuous Wave),縮寫為CW。它可以是電報電線里的電子脈衝,也可以是一種機械的或視覺的信號(比如閃光)。

一般來說,任何一種能把書面字元用可變長度的信號表示的編碼方式都可以稱為莫爾斯電碼。但現在這一術語只用來特指兩種表示英語字母和符號的摩爾斯電碼:美式莫爾斯電碼被使用了在有線電報通信系統;今天還在使用的國際莫爾斯電碼則只使用點和劃(去掉了停頓)。

電報公司根據要發的信的長度收費。商業代碼精心設計了五個字元組成一組的代碼,做為一個單詞傳送。比如:BYOXO ("Are you trying to crawl out of it?";LIOUY ("Why do you not answer my question?",;AYYLU ("Not clearly coded, repeat more clearly."。這些五個字元的簡語可以用莫爾斯電碼單獨傳送。在網路用辭中,我們也會說一些最常用的莫爾斯商用代碼。現在仍然在業餘無線電中使用的有Q簡語和Z簡語:他們最初是為報務員之間交流通信質量、頻率變更、電報編號等信息服務的。

電碼規則

莫爾斯碼由點(.)、劃(-)兩種符號按以下原則組成:
1,一點為一基本信號單位,每一划的時間長度相當於3點的時間長度
2,在一個字母或數字內,各點、各劃之間的間隔應為兩點的長度。
3,字母(數字)與字母(數字)之間的間隔為7點的長度。

所屬密碼

還有一種表示莫爾斯密碼的方法:將旗子向左劃表示一橫,向右表示一點。這種方法已經沒多少人知道了。
幾種常見密碼形式:

1、柵欄易位法。
即把將要傳遞的信息中的字母交替排成上下兩行,再將下面一行字母排在上面一行的後邊,從而形成一段密碼。
舉例:
TEOGSDYUTAENNHLNETAMSHVAED
解:
將字母分截開排成兩行,如下
T E O G S D Y U T A E N N
H L N E T A M S H V A E D
再將第二行字母分別放入第一行中,得到以下結果
THE LONGEST DAY MUST HAVE AN END

2、愷撒移位密碼
也就是一種最簡單的錯位法,將字母表前移或者後錯幾位,例如:
明碼錶:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
密碼錶:DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC
這就形成了一個簡單的密碼錶,如果我想寫frzy(即明文),那么對照上面密碼錶編成密碼也就是iucb(即密文)了。密碼錶可以自己選擇移幾位,移動的位數也就是密鑰。

3、進制轉換密碼。
比如給你一堆數字,乍一看頭暈暈的,你可以觀察數字的規律,將其轉換為10進制數字,然後按照每個數字在字母表中的排列順序,拼出正確字母。
舉例:110 10010 11010 11001
解:
很明顯,這些數字都是由1和0組成,那么你很快聯想到什麼?二進制數,是不是?嗯,那么就試著把這些數字轉換成十進制試試,得到數字6 18 26 25,對應字母表,破解出明文為frzy,呵呵~

4、字母頻率密碼。
關於詞頻問題的密碼,我在這裡提供英文字母的出現頻率給大家,其中數字全部是出現的百分比:
a 8.2 b 1.5 c 2.8 d 4.3
e 12.7 f 2.2 g 2.0 h 6.1
i 7.0 j 0.2 k 0.8 l 4.0
m 2.4 n 6.7 o 7.5 p 1.9
q 0.1 r 6.0 s 6.3 t 9.1
u 2.8 v 1.0 w 2.4 x 0.2
y 2.0 z 0.1
詞頻法其實就是計算各個字母在文章中的出現頻率,然後大概猜測出明碼錶,最後驗證自己的推算是否正確。這種方法由於要統計字母出現頻率,需要花費時間較長。

5、維熱納爾方陣。
上面所說的頻率分析,很容易破解較長篇幅的密文,於是維熱納爾繼承前人的經驗,創造出了這個維熱納爾方陣,從而克服了詞頻分析輕易能夠破解密碼的弊端,成為一種較為強大的密碼編譯形式。
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
1 B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A
2 C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B
3 D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
4 E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D
5 F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E
6 G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F
7 H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G
8 I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H
9 J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I
10 K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J
11 L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K
12 M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L
13 N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M
14 O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N
15 P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O
16 Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P
17 R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q
18 S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R
19 T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S
20 U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T
21 V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U
22 W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V
23 X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W
24 Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X
25 Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y
26 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
以上就是維熱納爾方陣,它由明碼錶(第一行的字母)、密碼錶(下面26行)和密鑰組成,下面我舉個例子說明。
舉例:
密鑰:frzy
密碼:qfuc
解:第一個字母,看以f開頭第五行,查找第五行中q字母所對應明文中的字母為l。以此類推找出後面字母。所得明文為love。
還有許多簡單方便的例如套用書本:同版本圖書的同一頁上的並將其變成代碼

一些新興的密碼形式:
1、利用鍵盤
無論是計算機鍵盤,還是手機鍵盤,都是出密碼的好工具,可以用錯位、或者排列形狀等。使用手機鍵盤和這個同理。另外手機鍵盤還可以在鍵盤的字母上做文章,例如你可以用51表示字母j,用73表示字母r等。
舉例:
r4a6
這個密碼利用計算機鍵盤,將明文字母分別向下移動一個位置,得到密文。破解結果為frzy。
852 74123 74123698 74269 78974123456 7412369
這排數字是不是很暈?其實很簡單,對照小鍵盤,依次打這些字母,看組成的形狀就行了。答案是I L O V E U。
2、字母形狀
如hep poo6。這個你可以從手機里打出來,然後把手機倒過來看,形成了密碼的明文,good day。
特別注意,在密碼中千萬別出現收信人和寄信人的姓名,那會成為最大的突破口!

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